Vad betyder diffusionsbarriärskikt?
Ett diffusionsbarriärskikt är ett mellanskikt placerat mellan två metaller. Det är en barriär för att skydda metallerna från att korrumpera varandra.
Det finns några metallkombinationer som används för att bilda diffusionsbarriärskikt för specifika applikationer. Tidigare har ett antal olika arter utforskats som barriärskikt, som titan/titannitrid och tantal/tantalnitrid, eller modifieringar av dessa, såsom volfram/titannitrid och titankiselnitrid. Problemet med tantalbarriärskikt är att de kan vara förorenade med små mängder kol och syre, vilket hämmar kopparvätning och vidhäftning. Andra barriärskikt inkluderar:
- Koboltbaserade diffusionsbarriärfilmer
- Amorfa kiselkarbidfilmer
- Kiseloxinitridfilmer
Kunskaper.se förklarar diffusionsbarriärskikt
En diffusionsbarriär är företrädesvis en enfaslegering eller intermetallisk förening. Ett diffusionsbarriärskikt kännetecknas av:
Låg löslighet för aluminium från antingen substratet eller skyddsbeläggningenLåg interdiffusivitet för element från substratet och beläggningenMinimal påverkan på de mekaniska egenskaperna hos belagd artikelMinimal termisk expansionsfel överensstämmer med både substratet och den skyddande beläggningenApplicering med befintlig beläggningsteknikEn bra diffusionsbarriär kräver tröghet med avseende på intilliggande material. Material som ger god vidhäftning är inte nödvändigtvis bra diffusionsbarriärer och vice versa. Följaktligen finns det fall där två eller flera separata skikt måste användas för att ge ett korrekt gränssnitt mellan substrat.
Valet av diffusionsbarriärmaterial beror på:
Slutlig avsedd funktion
Förväntad drifttemperaturLivslängdIcke-metalliska barriärer har en betydande fördel jämfört med metall barriärer, eftersom deras expansionskoefficienter är mer matchade. Ledande keramik kan också användas, såsom:
Tantalnitrid/indiumoxid Koppar/silicid
Titannitrid
